(57)【要約】【課題】  画像欠陥の発生を防止するとともに、高品質で、かつ高い歩留りを実現する撮像装置を製造することができるようにする。【解決手段】  紫外線透過材料からなる保持具１の表面で光透過性蓋１００の表面を保持して光透過性蓋１００の裏面の外周に紫外線硬化接着剤１０１を塗布し、当該光透過性蓋１００の裏面に固体撮像素子１０３が格納された中空パッケージ１０２を印圧した後、保持手段の裏面側から紫外線を照射して紫外線硬化接着剤１０１を硬化させるときに、保持手段１に設けられた遮光手段１ａにより固体撮像素子１０３の撮像面１０３ａへの当該紫外線の入射を遮光するようにする。【選択図】        図３
2005135992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子と、前記固体撮像素子を中央の凹状の格納部に格納する中空パッケージと、前記格納部を気密に封止する光透過性蓋とを有する撮像装置を製造するための製造装置であって、
紫外線透過材料からなり、前記光透過性蓋の表面に接して保持する保持手段と、
前記光透過性蓋の裏面に紫外線硬化接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、
前記紫外線硬化接着剤が塗布された前記光透過性蓋の裏面に前記格納部を閉ざすように載置された前記中空パッケージを印圧する印圧手段と、
前記保持手段の裏面側に設けられ、前記紫外線硬化接着剤を硬化させるための紫外線を照射する紫外線照射手段と、
前記紫外線照射手段により照射された紫外線の前記固体撮像素子の撮像面への入射を遮光する遮光手段と
を含むことを特徴とする撮像装置の製造装置。
【請求項２】
前記保持手段には、少なくとも前記光透過性蓋における前記撮像面上の撮像面領域との密着を避けるための間隙部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の製造装置。
【請求項３】
前記間隙部に前記撮像面と同等以上の大きさからなる前記遮光手段が格納されていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置の製造装置。
【請求項４】
前記保持手段の裏面に前記撮像面と同等以上の大きさからなる前記遮光手段が配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置の製造装置。
【請求項５】
前記保持手段には、前記光透過性蓋を吸引により保持するための吸引孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置の製造装置。
【請求項６】
前記保持手段には、前記光透過性蓋を与圧により湾曲させるための与圧孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置の製造装置。
【請求項７】
固体撮像素子と、前記固体撮像素子を中央の凹状の格納部に格納する中空パッケージと、前記格納部を気密に封止する光透過性蓋とを有する撮像装置を製造するための製造方法であって、
紫外線透過材料からなる保持手段の表面で前記光透過性蓋の表面を保持する第１の工程と、
前記光透過性蓋の裏面に紫外線硬化接着剤を塗布する第２の工程と、
前記紫外線硬化接着剤が塗布された前記光透過性蓋の裏面に前記格納部を閉ざすように前記中空パッケージを印圧する第３の工程と、
前記保持手段の裏面側から前記固体撮像素子の撮像面に対応する領域を遮光した状態で紫外線を照射して前記紫外線硬化接着剤を硬化させる第４の工程と
を含むことを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１の工程は、前記保持手段に設けられた吸引孔から吸引を行うことにより、前記光透過性蓋の表面を保持することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２の工程と前記第３の工程との間に、前記保持手段に設けられた与圧孔から与圧を行って、前記光透過性蓋を湾曲させる工程とを更に有することを特徴とする請求項７又は８に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第４の工程の後に、前記紫外線硬化接着剤で接着された前記中空パッケージ及び前記光透過性蓋を前記保持手段から取り外す工程とを更に有することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどの固体撮像素子を有する撮像装置の製造装置及び撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子を有する撮像装置には、耐熱性・耐湿性などの厳しい耐環境性が要求されるため、当該固体撮像素子をパッケージで覆うことによってこれらの要求を満たすようにしている。また、撮像装置の製造において、固体撮像素子を格納した中空パッケージに対して固体撮像素子を気密に封止するための光透過性の蓋を接着固定する方法としては、例えば、下記の特許文献１（東芝）などに開示されているように、紫外線硬化型接着剤を光透過性蓋又は中空パッケージに塗布し、これらを互いに押圧しつつ紫外線を入射させて紫外線硬化型接着剤を硬化させる方法が広く用いられている。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−７６９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記に開示されている背景技術では、以下のような問題点があった。
固体撮像素子の撮像面には、集光効率を向上するためのマイクロレンズ及び色分離を行うカラーフィルタなど、樹脂や色素を主材料とする有機物層等が形成されており、当該撮像面に押圧手段を透して紫外線が照射されてしまうと、これらの有機物層が紫外線に曝露され、変色劣化などの悪影響を受けてしまうという問題があった。
【０００５】
また、光透過性蓋を中空パッケージに印圧するときに、光透過性蓋とほぼ同等な大きさの押圧手段で行うと、多くはガラス製からなる光透過性蓋に傷をつけてしまう恐れがあり、この傷が修復不能な画像欠陥となって、結果的に製品歩留りの低下を招いてしまうという問題があった。
【０００６】
さらに、上記特許文献１では、紫外線硬化型接着剤の塗布領域の一部に未塗布領域を設けて中空パッケージ内の余分な空気を放出する方法も開示されているが、一般に接着剤は、周囲の温度変化や調合からの経過時間により粘度が変化する。そのため、未塗布領域の寸法を一定に管理することは困難であり、量産において再現性よくパッケージ内部の空気を放出させることが難しく、接着剤の穴（ブローホール）が発生して気密性を阻害し、歩留りが安定しないという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上述の問題点にかんがみてなされたものであり、画像欠陥の発生を防止するとともに、高品質で、かつ高い歩留りを実現する撮像装置の製造装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像装置の製造装置は、固体撮像素子と、前記固体撮像素子を中央の凹状の格納部に格納する中空パッケージと、前記格納部を気密に封止する光透過性蓋とを有する撮像装置を製造するための製造装置であって、紫外線透過材料からなり、前記光透過性蓋の表面を表面で保持する保持手段と、前記光透過性蓋の裏面に紫外線硬化接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、前記紫外線硬化接着剤が塗布された前記光透過性蓋の裏面に前記格納部を閉ざすように載置された前記中空パッケージを印圧する印圧手段と、前記保持手段の裏面側に設けられ、前記紫外線硬化接着剤を硬化させるための紫外線を照射する紫外線照射手段と、前記紫外線照射手段により照射された紫外線の前記固体撮像素子の撮像面への入射を遮光する遮光手段とを含む。
これにより、紫外線硬化接着剤を硬化させるために照射した紫外線による固体撮像素子の撮像面における変色劣化等の悪影響を防止することができる。
【０００９】
本発明の撮像装置の製造装置における他の態様は、前記保持手段には、少なくとも前記光透過性蓋における前記撮像面上の撮像面領域との密着を避けるための間隙部が設けられている。
これにより、光透過性蓋を中空パッケージに印圧するときに光透過性蓋の撮像面領域に傷がつくことによって生じる画像欠陥を回避することができる。
【００１０】
本発明の撮像装置の製造装置におけるその他の態様は、前記間隙部に前記撮像面と同等以上の大きさからなる前記遮光手段が格納されている。
これにより、紫外線による固体撮像素子の撮像面における変色劣化等の悪影響を防止することができるとともに、光透過性蓋を中空パッケージに印圧するときに光透過性蓋の撮像面領域に傷がつくことによって生じる画像欠陥を回避することができる。
【００１１】
本発明の撮像装置の製造装置におけるその他の態様は、前記保持手段の裏面に前記撮像面と同等以上の大きさからなる前記遮光手段が配設されている。
これにより、紫外線による固体撮像素子の撮像面における変色劣化等の悪影響を防止することができるとともに、光透過性蓋を中空パッケージに印圧するときに光透過性蓋の撮像面領域に傷がつくことによって生じる画像欠陥を回避することができる。
【００１２】
本発明の撮像装置の製造装置におけるその他の態様は、前記保持手段には、前記光透過性蓋を吸引により保持するための吸引孔が設けられている。
これにより、光透過性蓋の保持を確実に行うことができる。
【００１３】
本発明の撮像装置の製造装置におけるその他の態様は、前記保持手段には、前記光透過性蓋を与圧により湾曲させるための与圧孔が設けられている。
与圧孔から与圧を印加して光透過性蓋を湾曲させることにより、前記格納部内を負圧にすることができるため、紫外線硬化型接着剤の未硬化部にブローホールが発生してしまうのを回避することができる。
【００１４】
本発明の撮像装置の製造方法は、固体撮像素子と、前記固体撮像素子を中央の凹状の格納部に格納する中空パッケージと、前記格納部を気密に封止する光透過性蓋とを有する撮像装置を製造するための製造方法であって、紫外線透過材料からなる保持手段の表面で前記光透過性蓋の表面を保持する第１の工程と、前記光透過性蓋の裏面に紫外線硬化接着剤を塗布する第２の工程と、前記紫外線硬化接着剤が塗布された前記光透過性蓋の裏面に前記格納部を閉ざすように前記中空パッケージを印圧する第３の工程と、前記保持手段の裏面側から前記固体撮像素子の撮像面に対応する領域を遮光した状態で紫外線を照射して前記紫外線硬化接着剤を硬化させる第４の工程とを含む。
これにより、紫外線硬化接着剤を硬化させるために照射した紫外線による固体撮像素子の撮像面における変色劣化等の悪影響を防止することができる。
【００１５】
本発明の撮像装置の製造方法における他の態様は、前記第１の工程は、前記保持手段に設けられた吸引孔から吸引を行うことにより、前記光透過性蓋の表面を保持する。
これにより、光透過性蓋の保持を確実に行うことができる。
【００１６】
本発明の撮像装置の製造方法におけるその他の態様は、前記第２の工程と前記第３の工程との間に、前記保持手段に設けられた与圧孔から与圧を行って、前記光透過性蓋を湾曲させる工程とを更に有する。
これにより、前記格納部内を負圧にすることができるため、紫外線硬化型接着剤の未硬化部にブローホールが発生してしまうのを回避することができる。
【００１７】
本発明の撮像装置の製造方法におけるその他の態様は、前記第４の工程の後に、前記紫外線硬化接着剤で接着された前記中空パッケージ及び前記光透過性蓋を前記保持手段から取り外す工程とを更に有する。
これにより、高い歩留りを実現する撮像装置を製造することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、画像欠陥の発生を防止するとともに、高品質で、かつ高い歩留りを実現する撮像装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における撮像装置の製造装置の概略断面図である。
本実施形態の撮像装置は、例えば石英などの紫外線を透過する材料からなり、撮像装置を構成する光透過性蓋１００の表面をその表面で保持する保持具（保持手段）１と、保持具１を固定する筐体２と、光透過性蓋１００の裏面に紫外線硬化接着剤１０１を塗布するディスペンサー（接着剤塗布手段）４と、紫外線硬化接着剤１０１が塗布された光透過性蓋１００の裏面に載置された、撮像装置を構成する不図示の中空パッケージを印圧するための印圧手段５と、筐体２に配設された吸引手段６とを含み構成されている。さらに、筐体２は、保持具１の裏面側から前記紫外線硬化接着剤を硬化させるための紫外線を照射する平行紫外線光源（紫外線照射手段）３を備えている。
【００２０】
保持具１には、吸引手段６による吸引により光透過性蓋１００の表面を保持するための吸引孔１ｂが設けられている。また、保持具１には、少なくとも光透過性蓋１００における後述する固体撮像素子１０３の撮像面１０３ａ上の撮像面領域との密着を避けるための間隙部１ｃが設けられており、後述する固体撮像素子１０３の撮像面１０３ａと相対する位置に、この撮像面１０３ａと同等以上の大きさを有する遮光手段１ａが配設されている。この遮光手段１ａは、黒色塗料を印刷したものや金属などの板を接着したものなど任意の方法で形成することができ、また、本実施形態においては、間隙部１ｃに格納されている。
【００２１】
筐体２に設けられた平行紫外線光源３は、紫外線を発生させる紫外線ランプ３ａと、当該紫外線ランプ３ａからの紫外線を一方向に揃えるレンズ３ｂとを備えて構成されている。ここで、レンズ３ｂも石英などの紫外線透過材料で形成されている。
【００２２】
ところで我々の知見によれば、特許文献１に記載されているように、固体撮像素子を格納するパッケージの内部の空気を放出する必要があるのは、水銀ランプ、メタルハライドランプなどの紫外線ランプ３ａから放射される熱線によりパッケージ内部の空気が熱せられて膨張し、この膨張した空気が未硬化の紫外線硬化接着剤にブローホールを形成するためでもある。したがって、紫外線ランプ３ａとしてパッケージ内部の空気を加熱するような熱線を排除することにより、このような不都合を低減することが可能である。
【００２３】
次に、撮像装置の製造方法を具体的に説明する。
図２及び図３は、本発明の第１の実施形態における撮像装置の製造方法を工程順に示した概略図である。
図２（ａ）にその概略構成を示した本実施形態における撮像装置の製造装置に対して、まず、図２（ｂ）に示すように、保持具１の表面に撮像装置を構成する光透過性蓋１００を載置し、その後、図１に示した真空ポンプなどの吸引手段６で吸引を行うことによって吸引孔１ｂを通して光透過性蓋１００を保持する。続いて、不図示のロボットなどを駆動させて接着剤塗布用のディスペンサー４を走査して、光透過性蓋１００の外周に沿って紫外線硬化型接着剤１０１を塗布する。
【００２４】
続いて、図３（ａ）に示すように、セラミックやプラスチック等の枠体と金属リードなどを組み合わせて形成され、中央の凹状の格納部に固体撮像素子１０３を格納して当該固体撮像素子に対して配線接続を施した中空パッケージ１０２を、紫外線硬化接着剤１０１が塗布された光透過性蓋１００の裏面に前記格納部を閉ざすように載置する。その後、中空パッケージ１０２を光透過性蓋１００とほぼ平行に保持しながら、印圧手段５により中空パッケージ１０２を印圧し、紫外線硬化接着剤１０１を中空パッケージ１０２と光透過性蓋１００の裏面との間に密着させる。ここで、図３（ａ）からも分かるように、保持具１の間隙部１ｃに配設された遮光手段１ａは、固体撮像素子１０３の撮像面１０３ａと同等以上の大きさからなり、平行紫外線光源３からの平行紫外線が撮像面１０３ａに入射しないように配設されている。
【００２５】
印圧手段５による印圧を所定時間保持して行った後、続いて、図３（ｂ）に示すように、紫外線ランプ３ａを点灯して紫外線を発生させ、発生した紫外線をレンズ３ｂで一方向に揃えて平行紫外線３ｃを生成し、これを保持具の裏面側から入射させる。そして、紫外線透過材料からなる保持具１及び光透過性蓋１００を通過した平行紫外線３ｃにより、中空パッケージ１０２と光透過性蓋１００の裏面との間に密着されている紫外線硬化接着剤１０１を硬化させることができる。一方、固体撮像素子１０３の撮像面１０３ａには、平行紫外線３ｃの入射経路の途中に遮光手段１ａが設けられているため、この平行紫外線３ｃが直接入射することはない。これにより、固体撮像素子１０３の撮像面１０３ａに形成されているマイクロレンズやカラーフィルタに紫外線による悪影響を防止することができる。また、保持具１には、少なくとも光透過性蓋１００における撮像面１０３ａ上の撮像面領域との密着を避けるための間隙部が設けされているため、印圧手段５による印圧により光透過性蓋１００の撮像面領域に傷がついてしまうのを回避することができ、修復不能な画像欠陥を防止することもできる。さらに、紫外線ランプ３ａとして中空パッケージ１０２内部の空気を加熱するような熱線を排除することにより、紫外線硬化接着剤１０１の未硬化部にブローホールを生じることも少ない。
【００２６】
最後に、紫外線硬化接着剤１０１が硬化した後、印圧手段５による印圧及び吸引手段６による吸引を解除して、接着された中空パッケージ１０２と光透過性蓋１００との接着体を取り外す。その後、次工程に送られる。さらに、必要に応じて加熱硬化などの工程を追加し、接着性をより強固にすることもできる。
【００２７】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態における撮像装置の製造装置の概略断面図である。ここで、図１に示した第１の実施形態における撮像装置の製造装置と同様の構成については同じ符号を付してあり、その機能も同様であるため説明は省略する。
【００２８】
本実施形態の撮像装置は、第１の実施形態における撮像装置の製造装置の各構成に加え、保持具１の間隙部１ｃに当該保持具１の与圧孔１ｄを通じて与圧を与えるための与圧手段７を備えている。本実施形態においては、吸引孔１ｂを通した吸引手段６による吸引と与圧孔１ｄを通した与圧手段７による与圧とによって、光透過性蓋１００の中央部付近は上に凸の湾曲部１００ａを形成することになる。また、本実施形態においては、保持具１の間隙部１ｃに与圧孔１ｃを設けたため、平行紫外線光源３からの平行紫外線３ｃが固体撮像素子１０３の撮像面１０３ａに入射しないように遮光するための遮光手段１ａは、保持具１の裏面側に設けられている。この遮光手段１ａは、第１の実施形態におけるものと同様に、固体撮像素子１０３の撮像面１０３ａと同等以上の大きさで形成されている。
【００２９】
次に、撮像装置の製造方法を具体的に説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態における撮像装置の製造方法を工程順に示した概略図である。
まず、図５の工程の前に、図４に示すように、保持具１の表面に撮像装置を構成する光透過性蓋１００を載置し、その後、真空ポンプなどの吸引手段６で吸引を行うことによって吸引孔１ｂを通して光透過性蓋１００を保持する。そして、光透過性蓋１００を保持した後、与圧手段６から与圧孔１ｄを通して空気や窒素等の気体を間隙部１ｃに照射する。この与圧孔１ｄを通して与圧を行うことにより、吸引孔１ｂからの吸引との圧力差が生じる結果、光透過性蓋１００には、中央部が僅かに上に凸に湾曲した湾曲部１００ａが形成される。続いて、不図示のロボットなどを駆動させて接着剤塗布用のディスペンサー４を走査して、光透過性蓋１００の外周に沿って紫外線硬化型接着剤１０１を塗布する。
【００３０】
続いて、図５（ａ）に示すように、セラミックやプラスチック等の枠体と金属リードなどを組み合わせて形成され、中央の凹状の格納部に固体撮像素子１０３を格納して当該固体撮像素子に対して配線接続を施した中空パッケージ１０２を、紫外線硬化接着剤１０１が塗布された光透過性蓋１００の裏面に前記格納部を閉ざすように載置する。その後、中空パッケージ１０２を光透過性蓋１００とほぼ平行に保持しながら、印圧手段５により中空パッケージ１０２を印圧し、紫外線硬化接着剤１０１を中空パッケージ１０２と光透過性蓋１００の裏面との間に密着させる。ここで、図５（ａ）からも分かるように、保持具１の裏面に配設された遮光手段１ａは、固体撮像素子１０３の撮像面１０３ａと同等以上の大きさからなり、平行紫外線光源３からの平行紫外線が撮像面１０３ａに入射しないように配設されている。
【００３１】
印圧手段５による印圧を所定時間保持して行った後、続いて、図５（ｂ）に示すように、紫外線ランプ３ａを点灯して紫外線を発生させ、発生した紫外線をレンズ３ｂで一方向に揃えて平行紫外線３ｃを生成し、これを保持具の裏面側から入射させる。そして、紫外線透過材料からなる保持具１及び光透過性蓋１００を通過した平行紫外線３ｃにより、中空パッケージ１０２と光透過性蓋１００の裏面との間に密着されている紫外線硬化接着剤１０１を硬化させることができる。一方、固体撮像素子１０３の撮像面１０３ａには、平行紫外線３ｃの入射経路の途中に遮光手段１ａが設けられているため、この平行紫外線３ｃが直接入射することはない。これにより、固体撮像素子１０３の撮像面１０３ａに形成されているマイクロレンズやカラーフィルタに紫外線による悪影響を防止することができる。また、保持具１には、少なくとも光透過性蓋１００における撮像面１０３ａ上の撮像面領域との密着を避けるための間隙部が設けされているため、印圧手段５による印圧により光透過性蓋１００の撮像面領域に傷がついてしまうのを回避することができ、修復不能な画像欠陥を防止することもできる。
【００３２】
さらに、本実施形態によれば、与圧手段７から与圧孔１ｄを通して与圧を行うことにより、光透過性蓋１００の中央部に湾曲部１００ａを形成することができるため、中空パッケージ１０２を光透過性蓋１００に載置及び印圧したときに、当該中空パッケージ１０２の内部を僅かに負圧とすることができるため、紫外線硬化接着剤１０１が充分濡れ広がった後に与圧１３を解除して、その後の平行紫外線３ｃの照射により中空パッケージ１０２の内部の空気が膨張した場合においても、紫外線硬化接着剤１０１に発生するブローホールを防止することができる。また、接着剤硬化後の光透過性蓋１００をより平面に近づけることも可能である。
【００３３】
最後に、紫外線硬化接着剤１０１が硬化した後、印圧手段５による印圧及び吸引手段６による吸引を解除して、接着された中空パッケージ１０２と光透過性蓋１００との接着体を取り外す。その後、次工程に送られる。さらに、必要に応じて加熱硬化などの工程を追加し、接着性をより強固にすることもできる。
【００３４】
なお、本発明の実施形態においては、紫外線ランプ３ａの点灯、非点灯は不図示のシャッタにより制御し、紫外線ランプ３ａへの印加電圧を変化させないことが望ましい。また、紫外線ランプ３ａと保持具１との間に熱線吸収フィルタを挿入することが望ましい。さらに、紫外線ランプ３ａとレンズ３ｂとの間を光ファイバ束で連結すれば、作業性を一層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の実施形態における撮像装置の製造装置の概略断面図である。
【図２】第１の実施形態における撮像装置の製造方法を工程順に示した概略図である。
【図３】図２に引き続き、第１の実施形態における撮像装置の製造方法を工程順に示した概略図である。
【図４】第２の実施形態における撮像装置の製造装置の概略断面図である。
【図５】第２の実施形態における撮像装置の製造方法を工程順に示した概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  保持具（保持手段）
１ａ  遮光手段
１ｂ  吸引孔
１ｃ  間隙部
１ｄ  与圧孔
２  筐体
３  平行紫外線光源（紫外線照射手段）
３ａ  紫外線ランプ
３ｂ  レンズ
３ｃ  平行紫外線
４  ディスペンサー
５  印圧手段
６  吸引手段
７  与圧手段
１００  光透過性蓋
１０１  紫外線硬化型接着剤
１０２  中空パッケージ
１０３  固体撮像素子
１０３ａ  撮像面
【図１】
2005135992.tif 000003
【図２】
2005135992.tif 000004
【図３】
2005135992.tif 000005
【図４】
2005135992.tif 000006
【図５】
2005135992.tif 000007